Чтобы увеличить емкость литий-ионных батарей и увеличить скорость их зарядки, российские ученые предложили использовать в качестве анодного материала для них соединение графена с монослоем дисульфида ванадия. Результаты исследований опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry.

«Предложенный композит представляет собой двухмерную структуру из двух разнородных слоев: графена и дисульфида ванадия. Толщина такой пластины составляет порядка одного нанометра. Мы показали, что ионы лития могу связываться не только на поверхности такого материала, но и в межслоевом пространстве, что в конечном итоге приводит к его высокой удельной емкости», — пояснил младший научный сотрудник лаборатории физики магнитных явлений Института физики имени Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН Максим Высотин.

Ученые подсчитали, что возможная емкость такого композита составит 569 мАч на один грамм анодного материала, это почти в два раза выше, чем у графита — наиболее часто используемого анода в современных литий-ионных батареях. Теоретические расчеты показали, что соединение графена и ванадия обеспечивает как хороший перенос электронов, так и механическое упрочнение материала.

«Ключевой особенностью композита, помимо емкости, является высокая подвижность ионов лития внутри. Это позволяет быстро заряжать аккумулятор или питать от него устройства повышенной мощности. Также высокая подвижности ионов позволяет надеяться на хорошую работу аккумуляторов при низкой температуре», — добавил кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Захар Попов.